POTENCIAL ELÉCTRICO, CONTENIDO

Bienvenidos queridos estudiantes, este blog está diseñado para que afiance y complemente sus conocimientos adquiridos en el aula de clases y para que realice las asignaciones propuestas y logre un óptimo rendimiento académico. También podrás aportar tus inquietudes e interrogantes.

Sé que este blog será del completo agrado para ti y te sirvirá como material de apoyo para tus estudios.

¡Te invito a ver el contenido del blog y que disfrutes del fascinante mundo de la física!

 UNIDAD DIDÁCTICA

OBJETIVO:

Utilizar el concepto de potencial eléctrico en el análisis e interpretación de problemas.

CONTENIDO:

 Potencial Eléctrico 

1. Trabajo eléctrico y energía potencial eléctrica
2. Diferencia de Potencial eléctrico
• Campo eléctrico uniforme
• Campo eléctrico no uniforme
• Expresión General
3. Ejemplos de potencial eléctrico asociados a diferentes distribuciones de carga
• Potencial debido a una carga puntual
• Potencial debido a dos carga puntuales

POTENCIAL ELÉCTRICO

POTENCIAL ELÉCTRICO





El potencial eléctrico en un punto es el trabajo que debe realizar un campo electrostático para mover una carga positiva q desde el punto de referencia,^[1] dividido por unidad de carga de prueba. Dicho de otra forma, es el trabajo que debe realizar una fuerza externa para traer una carga unitaria q desde la referencia hasta el punto considerado en contra de la fuerza eléctrica. Matemáticamente se expresa por:

El potencial eléctrico sólo se puede definir para un campo estático producido por cargas que ocupan una región finita del espacio. L a unidad del sistema internacional es el voltio (V).

Trabajo eléctrico y energía potencial eléctrica: el trabajo realizado por una fuerza eléctrica para  mover una carga +q desde un punto que se encuentre a una distancia r de la carga q hasta el infinito será:

Trabajo = W = K q_o q (1/r_A – 1/r_B)

Podemos decir que la energía potencial de un sistema es igual al trabajo realizado en contra de las fuerzas eléctricas, al mover la carga +q desde el infinito a discho punto.

Potencial eléctrico = K q_o q / r

2-Diferencia de potencial eléctrico:

Considérese una carga de prueba positiva en presencia de un campo eléctrico y que se traslada desde el punto A al punto B conservándose siempre en equilibrio. Si se mide el trabajo que debe hacer el agente que mueve la carga, la diferencia de potencial eléctrico se define como:

En forma más sencilla, la diferencia de potencial entre dos puntos es equivalente a la diferencia de los potenciales de dichos puntos. La unidad en el SI para la diferencia de potencial que se deduce de la ecuación anterior es Joule/Coulomb y se representa mediante una nueva unidad, el voltio, esto es: 1 voltio = 1 joule/coulomb.

Un electronvoltio (eV) es la energía adquirida para un electrón al moverse a través de una diferencia de potencial de 1 V, 1 eV = 1,6x10^-19 J. Algunas veces se necesitan unidades mayores de energía, y se usan los kiloelectronvoltios (keV), megaelectronvoltios (MeV) y los gigaelectronvoltios (GeV). (1 keV=10³ eV, 1 MeV = 10⁶ eV, y 1 GeV = 10⁹ eV).

EJEMPLOS DE POTENCIAL ELÉCTRICO, asociados a diferentes distribuciones de carga

Las superficies equipotenciales para una carga puntual aislada son esferas concéntricas a la carga puntual. La expresión para el cálculo del potencial eléctrico es:
V=kq/r
Para el cálculo del potencial para dos cargas puntuales es la suma algebraica de los potenciales, considerando el signo de las cargas:

V = V₁ + V₂   =     kq₁/r₁ + kq₂/r₂

Potencial eléctrico para una distribución de cargas puntuales

 El potencial en la densidad de un número de cargas puntuales, es equivalente a la suma algebraica de los potenciales debidos a cada una de las cargas.

V = V₁ + V₂  + V₃   + ...   = kq₁/r₁ + kq₂/r₂ + kq₃/r₂ + ...  

En el siguiente enlace podrás encontrar problemas resueltos de potencial para una distribución decargas los cuales te ayudarán a comprender mejor estos conceptos.

http://1fisica.blogspot.com/2011/12/potencial-electrico-ejercicios.html

AMPLIANDO EL CONCEPTO DE POTENCIAL - ASIGNACIONES

Ampliando el concepto de potencial

El potencial eléctrico también se puede expresar como el producto del campo eléctrico por la distancia que separa a dos placas paralelas así:

V = d E

Puedes también consultar el siguiente enlace donde podrás apreciar problemas resueltos y videos.

http://profe-alexz.blogspot.com/2010/10/potencial-electrico-problemas-resueltos.html

ACTIVIDADES

Ahora podrás ver un video que te ayudará a comprender mejor los conceptos antes estudiados.

1- Realiza una composición de una página acerca del video de potencial eléctrico que viene a continuación:

Investigación

Una vez estudiado el contenido de campo y diferencia de potencial, estas en capacidad de examinar el experimento clásico para determinar la mínima carga.

2- Realiza investigación sobre el exprerimento de Millikan de la gota de aceite. Esta investigación te permitirá conocer cómo los hombres de ciencia pudieron mejorar la exactitud de sus mediciones.

Tarea

3- Presenta 2 problemas resueltos del enlace del profealex para discutir en la próxima clase.